岩石の微細組織の開口気孔部へ固体物質の充填方法
【課題】カルシウム化合物またはマグネシウム化合物を主成分としない岩石、すなわち花崗岩、安山岩などの岩石製品の建築建造物または土木建造物の外部からの汚染を抑制するとともに岩石製品の強度を増強させることのできる表面処理方法の提供。
【解決手段】岩石組織の微細開口部にカルシウム化合物水溶液またはマグネシウム化合物水溶液を浸漬させた後、フッ化物水溶液を浸漬させて、岩石組織の微細開口部に水に不溶性のフッ化物（数７）を生成沈積させて、岩石組織の微細開口部の体積を縮小することにより、外観の変化が肉眼では容易に識別不可能のまま、外部からの汚染を抑制することができる。
【解決手段】岩石組織の微細開口部にカルシウム化合物水溶液またはマグネシウム化合物水溶液を浸漬させた後、フッ化物水溶液を浸漬させて、岩石組織の微細開口部に水に不溶性のフッ化物（数７）を生成沈積させて、岩石組織の微細開口部の体積を縮小することにより、外観の変化が肉眼では容易に識別不可能のまま、外部からの汚染を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細】
岩石の主成分がカルシウム化合物またはマグネシウム化合物から形成されてない岩石、すなわち花崗岩、安山岩などを用いた建築ならびに土木構造物が、外部からの汚染物質で汚れるのを防ぐことを目的にした発明である。
岩石を加工した製品が外気にさらされている建築ならびに土木構造物が、外部からの汚染物質によりしばしば汚染される。汚染物質の形態には気体、液体、固体などの物質がある。気体は酸性雨などで岩石を侵食することがある。液体は岩石にしみ込み、岩石と反応あるいは沈着して岩石を汚染する。
固体の汚染物質は岩石の表面の凹凸ならびに岩石表面の開口気孔部へ機械的に接着するか沈着する。
本発明は、岩石の主成分がカルシウム化合物またはマグネシウム化合物からなる岩石、すなわち花崗岩、安山岩などを対称にしている。これらの岩石の微細組織の開口気孔部の空隙にカルシウム化合物またはマグネシウム化合物の水溶液をしみ込また後、水溶性のフッ化物をしみ込ませて、不溶性のフッ化カルシウムまたはフッ化マグネシウムを生成させて岩石の微細組織の開口気孔部の空隙組織に不溶性のフッ化カルシウムまたはフッ化マグネシウムを生成させることを目的にしている。
岩石の微細組織の開口気孔部からなる空隙組織に不溶性のフッ化カルシウムまたはフッ化マグネシウムが沈着することにより、開口気孔部の空隙組織の体積が縮小される。その結果、岩石の物理的強度が増し、さらに外部からの汚染物質の進入が減少されて汚染が抑制される画期的な発明である。
特に繊維状の開口気孔を有する岩石には著しい効果を発揮するものである。
岩石の見かけ上の単位体積当りの開口気孔部の体積の割合が同じ値の岩石でも、開口気孔部が微細孔になるほど、また繊維状になるほど岩石の単位体積当りの開口気孔部内の表面積は増大する。
岩石の見かけ上の単位体積当りの開口気孔分の体積の割合が同じ値の岩石でも、開口気孔部が微細孔になるほど、また繊維状になるほど岩石の単位体積当りの開口気孔部内の表面積は増大するため一旦染み付いた汚れはとりにくい。
岩石の開口気孔部へしみ込ませるカルシウム化合物水溶液またはマグネシウム化合物水溶液の沈殿物とフッ化物水溶液とが反応して生成したフッ化カルシウムまたはフッ化マグネシウム化合物の体積は、岩石の開口気孔部が微細になるほど、また繊維状になるほど、元の空隙の体積に占める割合は増大する。特に微細開口気孔部の内部表面積の縮小は著しい。
この結果、微細組織の開口気孔部を構成する開口気孔部の体積が小さいほど、繊維状になるほど汚染防止の効果が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、岩石の断面を拡大して、模式的に表現したものである。数１は、岩石組織の石基質部である。数２は岩石表面につながる微細組織の開口気孔部である。数３は岩石組織内部の微細組織の密閉気孔部である。数８は岩石の表面である。
【図２】は、２０℃で飽和した塩化カルシウム水溶液に１０分間浸漬し、岩石表面に面した微細組織の開口気孔部が塩化カルシウム水溶液で充満された状態である。数４は、空隙が塩化カルシウム水溶液で充満された状態を模式的に示している。
【図３】は、岩石を２０℃で飽和した塩化カルシウム水溶液に１０分間浸漬し、岩石表面に面した微細組織の空隙が塩化カルシウム水溶液で充満された状態で自然乾燥した岩石の断面を模式的に表現したものである。数５は、岩石の開口気孔部に充満していた塩化カルシウム水溶液が乾燥して微細組織の開口気孔部の壁に沈着した状態を模式的に表現したものである。
【図４】は、図３で示した岩石を２０℃で飽和したフッ化物水溶液に３０分間、浸漬し、微細組織の開口気孔部に沈着した塩化カルシウムで覆われた空隙をフッ化水物溶液で充満した状態を模式的に表したものである。数６は、フッ化物水溶液である。
【図５】は、図４で示した岩石を自然乾燥した状態を模式的に表したものである。数７は、塩化カルシウムと反応して生成した不溶性のフッ化カルシウムである。
【本発明の実地例】
実地例１
吸水率０．３％、圧縮強度１２３０ｋｇｆ／ｃｍ２の白色系花崗岩を厚み６０ｍｍに切断してから、本石板の表面をバーナー処理を施した。この石板を１００ｘ１００ｘ６０ｍｍに切断してから自然乾燥させた。この石板の１００ｘ１００ｍｍの１面に外形の直径が５ｃｍ、内径が４ｃｍ、幅が５ｍｍの丸を石板の中心に描いた。これを供試体Ａと呼ぶ。
供試体Ａを塩化カルシウ水溶液に１０分間浸漬した。この石板を室内で自然乾燥させた。この自然乾燥させた石板を２０℃で飽和したフッ化ナトリウム水溶液に３０分間浸漬した後、取り出して室内で自然乾燥させた。これを供試体Ｂと呼ぶ。
供試体Ｂを清水の流水中へ２４時間浸漬した後、この供試体Ｂを自然乾燥したものを供試体Ｃと命名する。供試体Ｃを清水の流水中へ３日間浸漬した後、この供試体Ｃを自然乾燥したものを供試体Ｄと命名する。供試体Ｄを清水の流水中へ７日間浸漬した後、自然乾燥したものを供試体Ｅと命名する。
供試体Ａ、供試体Ｂ、供試体Ｃ、供試体Ｄ、供試体Ｅのそれぞれの１００ｘ１００ｍｍの１面に黒マジックで丸を描いた面に同一条件で自動車排気ガスを吹き付け、その後、同一条件で回転ブラシで表面を掃除してから、黒マジックで描いた丸の見えやすさを比較した。
比較した後、供試体Ａ、供試体Ｂ、供試体Ｃ、供試体Ｄ、供試体Ｅ、を同一条件で水洗いしてから黒マジックの丸の見えやすさを比較した。
これらの供試体の吸水率および圧縮強度を測定した結果を表ー１に示す。これらの供試体の汚れの程度を判別した結果を表ー２に示す。
【表−１】
【表−２】
実地例２
吸水率０．５％、圧縮強度９８０ｋｇｆ／ｃｍ２の錆色花崗岩を厚み６０ｍｍに切断し、その表面をバーナー処理を施した。本石を１００ｘ１００ｘ６０ｍｍに切断して自然乾燥させたものを供試体ＡＡと呼ぶ。
２０℃で飽和した塩化カルシウム水溶液に供試体ＡＡを３０分浸漬した後、自然乾燥したものを２０℃で飽和したフッ化ナトリウム水溶液に３０分浸漬した後、自然乾燥ものを供試体ＢＢと命名した。
供試体ＢＢを清水の流水中に３０分つけてから自然乾燥させたものを供試体ＣＣと命名した。
供試体ＣＣを清水の流水中に１日浸漬してから自然乾燥させたものを供試体ＤＤと命名した。
供試体ＤＤを清水の流水中に７日浸漬してから自然乾燥させたものを供試体ＥＥと命名した。
供試体ＡＡ、ＢＢ、ＣＣ、ＤＤ、ＥＥ、の吸水率と圧縮強度を測定した。
測定結果を表ー３に示す。
【表−３】
供試体ＡＡ、供試体ＢＢ、供試体ＣＣ、供試体ＤＤ、供試体ＥＥ、について汚れの程度を判別し、表ー２に示した。判別方法は、供試体ＡＡ、供試体ＢＢ、供試体ＣＣ、供試体ＤＤ、供試体ＥＥ、を１００ｘ１００ｍｍの１面に、同一条件で黒マジックで丸を描き、見えやすさを比較した。
見えやすさの比較方法は、外形が直径５ｃｍ、内径が４ｃｍ、幅が５ｍｍの丸を描き、自動車排気ガスを同一条件で吹き付け、その後、同一条件で回転ブラシを用いて表面を掃除してから、黒マジックの丸の見えやすさを比較した。
比較した後、供試体ＡＡ、供試体ＢＢ、供試体ＣＣ、供試体ＤＤ、供試体ＥＥ、を同一条件で水洗してから黒マジックの丸の見えやすさを比較した。
【表−２】
【発明の詳細】
岩石の主成分がカルシウム化合物またはマグネシウム化合物から形成されてない岩石、すなわち花崗岩、安山岩などを用いた建築ならびに土木構造物が、外部からの汚染物質で汚れるのを防ぐことを目的にした発明である。
岩石を加工した製品が外気にさらされている建築ならびに土木構造物が、外部からの汚染物質によりしばしば汚染される。汚染物質の形態には気体、液体、固体などの物質がある。気体は酸性雨などで岩石を侵食することがある。液体は岩石にしみ込み、岩石と反応あるいは沈着して岩石を汚染する。
固体の汚染物質は岩石の表面の凹凸ならびに岩石表面の開口気孔部へ機械的に接着するか沈着する。
本発明は、岩石の主成分がカルシウム化合物またはマグネシウム化合物からなる岩石、すなわち花崗岩、安山岩などを対称にしている。これらの岩石の微細組織の開口気孔部の空隙にカルシウム化合物またはマグネシウム化合物の水溶液をしみ込また後、水溶性のフッ化物をしみ込ませて、不溶性のフッ化カルシウムまたはフッ化マグネシウムを生成させて岩石の微細組織の開口気孔部の空隙組織に不溶性のフッ化カルシウムまたはフッ化マグネシウムを生成させることを目的にしている。
岩石の微細組織の開口気孔部からなる空隙組織に不溶性のフッ化カルシウムまたはフッ化マグネシウムが沈着することにより、開口気孔部の空隙組織の体積が縮小される。その結果、岩石の物理的強度が増し、さらに外部からの汚染物質の進入が減少されて汚染が抑制される画期的な発明である。
特に繊維状の開口気孔を有する岩石には著しい効果を発揮するものである。
岩石の見かけ上の単位体積当りの開口気孔部の体積の割合が同じ値の岩石でも、開口気孔部が微細孔になるほど、また繊維状になるほど岩石の単位体積当りの開口気孔部内の表面積は増大する。
岩石の見かけ上の単位体積当りの開口気孔分の体積の割合が同じ値の岩石でも、開口気孔部が微細孔になるほど、また繊維状になるほど岩石の単位体積当りの開口気孔部内の表面積は増大するため一旦染み付いた汚れはとりにくい。
岩石の開口気孔部へしみ込ませるカルシウム化合物水溶液またはマグネシウム化合物水溶液の沈殿物とフッ化物水溶液とが反応して生成したフッ化カルシウムまたはフッ化マグネシウム化合物の体積は、岩石の開口気孔部が微細になるほど、また繊維状になるほど、元の空隙の体積に占める割合は増大する。特に微細開口気孔部の内部表面積の縮小は著しい。
この結果、微細組織の開口気孔部を構成する開口気孔部の体積が小さいほど、繊維状になるほど汚染防止の効果が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、岩石の断面を拡大して、模式的に表現したものである。数１は、岩石組織の石基質部である。数２は岩石表面につながる微細組織の開口気孔部である。数３は岩石組織内部の微細組織の密閉気孔部である。数８は岩石の表面である。
【図２】は、２０℃で飽和した塩化カルシウム水溶液に１０分間浸漬し、岩石表面に面した微細組織の開口気孔部が塩化カルシウム水溶液で充満された状態である。数４は、空隙が塩化カルシウム水溶液で充満された状態を模式的に示している。
【図３】は、岩石を２０℃で飽和した塩化カルシウム水溶液に１０分間浸漬し、岩石表面に面した微細組織の空隙が塩化カルシウム水溶液で充満された状態で自然乾燥した岩石の断面を模式的に表現したものである。数５は、岩石の開口気孔部に充満していた塩化カルシウム水溶液が乾燥して微細組織の開口気孔部の壁に沈着した状態を模式的に表現したものである。
【図４】は、図３で示した岩石を２０℃で飽和したフッ化物水溶液に３０分間、浸漬し、微細組織の開口気孔部に沈着した塩化カルシウムで覆われた空隙をフッ化水物溶液で充満した状態を模式的に表したものである。数６は、フッ化物水溶液である。
【図５】は、図４で示した岩石を自然乾燥した状態を模式的に表したものである。数７は、塩化カルシウムと反応して生成した不溶性のフッ化カルシウムである。
【本発明の実地例】
実地例１
吸水率０．３％、圧縮強度１２３０ｋｇｆ／ｃｍ２の白色系花崗岩を厚み６０ｍｍに切断してから、本石板の表面をバーナー処理を施した。この石板を１００ｘ１００ｘ６０ｍｍに切断してから自然乾燥させた。この石板の１００ｘ１００ｍｍの１面に外形の直径が５ｃｍ、内径が４ｃｍ、幅が５ｍｍの丸を石板の中心に描いた。これを供試体Ａと呼ぶ。
供試体Ａを塩化カルシウ水溶液に１０分間浸漬した。この石板を室内で自然乾燥させた。この自然乾燥させた石板を２０℃で飽和したフッ化ナトリウム水溶液に３０分間浸漬した後、取り出して室内で自然乾燥させた。これを供試体Ｂと呼ぶ。
供試体Ｂを清水の流水中へ２４時間浸漬した後、この供試体Ｂを自然乾燥したものを供試体Ｃと命名する。供試体Ｃを清水の流水中へ３日間浸漬した後、この供試体Ｃを自然乾燥したものを供試体Ｄと命名する。供試体Ｄを清水の流水中へ７日間浸漬した後、自然乾燥したものを供試体Ｅと命名する。
供試体Ａ、供試体Ｂ、供試体Ｃ、供試体Ｄ、供試体Ｅのそれぞれの１００ｘ１００ｍｍの１面に黒マジックで丸を描いた面に同一条件で自動車排気ガスを吹き付け、その後、同一条件で回転ブラシで表面を掃除してから、黒マジックで描いた丸の見えやすさを比較した。
比較した後、供試体Ａ、供試体Ｂ、供試体Ｃ、供試体Ｄ、供試体Ｅ、を同一条件で水洗いしてから黒マジックの丸の見えやすさを比較した。
これらの供試体の吸水率および圧縮強度を測定した結果を表ー１に示す。これらの供試体の汚れの程度を判別した結果を表ー２に示す。
【表−１】
【表−２】
実地例２
吸水率０．５％、圧縮強度９８０ｋｇｆ／ｃｍ２の錆色花崗岩を厚み６０ｍｍに切断し、その表面をバーナー処理を施した。本石を１００ｘ１００ｘ６０ｍｍに切断して自然乾燥させたものを供試体ＡＡと呼ぶ。
２０℃で飽和した塩化カルシウム水溶液に供試体ＡＡを３０分浸漬した後、自然乾燥したものを２０℃で飽和したフッ化ナトリウム水溶液に３０分浸漬した後、自然乾燥ものを供試体ＢＢと命名した。
供試体ＢＢを清水の流水中に３０分つけてから自然乾燥させたものを供試体ＣＣと命名した。
供試体ＣＣを清水の流水中に１日浸漬してから自然乾燥させたものを供試体ＤＤと命名した。
供試体ＤＤを清水の流水中に７日浸漬してから自然乾燥させたものを供試体ＥＥと命名した。
供試体ＡＡ、ＢＢ、ＣＣ、ＤＤ、ＥＥ、の吸水率と圧縮強度を測定した。
測定結果を表ー３に示す。
【表−３】
供試体ＡＡ、供試体ＢＢ、供試体ＣＣ、供試体ＤＤ、供試体ＥＥ、について汚れの程度を判別し、表ー２に示した。判別方法は、供試体ＡＡ、供試体ＢＢ、供試体ＣＣ、供試体ＤＤ、供試体ＥＥ、を１００ｘ１００ｍｍの１面に、同一条件で黒マジックで丸を描き、見えやすさを比較した。
見えやすさの比較方法は、外形が直径５ｃｍ、内径が４ｃｍ、幅が５ｍｍの丸を描き、自動車排気ガスを同一条件で吹き付け、その後、同一条件で回転ブラシを用いて表面を掃除してから、黒マジックの丸の見えやすさを比較した。
比較した後、供試体ＡＡ、供試体ＢＢ、供試体ＣＣ、供試体ＤＤ、供試体ＥＥ、を同一条件で水洗してから黒マジックの丸の見えやすさを比較した。
【表−２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明は、岩石を構成する成分の主成分がカルシウム化合物あるいはマグネシウム化合物でない岩石の微細組織の開口気孔部にカルシウム（Ｃａ）化合物水溶液またはマグネシウム（Ｍｇ）化合物水溶液をしみ込ませた後、フッ化物水溶液を微細組織の開口気孔部にしみ込ませて、微細組織の開口気孔部に不溶性のフッ化カルシウム（ＣａＦ２）またはフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）を生成させ、微細組織の開口部体積を縮小させて、岩石製品の外観が肉眼では変化が容易に分からず、かつ組織全体の強度を増強し、微細組織の開口気孔部に沈着する外部からの汚れを抑制することを特徴とする岩石の微細組織の開口気孔部の充填方法。
【請求項１】
本発明は、岩石を構成する成分の主成分がカルシウム化合物あるいはマグネシウム化合物でない岩石の微細組織の開口気孔部にカルシウム（Ｃａ）化合物水溶液またはマグネシウム（Ｍｇ）化合物水溶液をしみ込ませた後、フッ化物水溶液を微細組織の開口気孔部にしみ込ませて、微細組織の開口気孔部に不溶性のフッ化カルシウム（ＣａＦ２）またはフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）を生成させ、微細組織の開口部体積を縮小させて、岩石製品の外観が肉眼では変化が容易に分からず、かつ組織全体の強度を増強し、微細組織の開口気孔部に沈着する外部からの汚れを抑制することを特徴とする岩石の微細組織の開口気孔部の充填方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−３１０３７（Ｐ２０１２−３１０３７Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８３４５２（Ｐ２０１０−１８３４５２）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（５００５２８９１２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（５００５２８９１２）
【Ｆターム（参考）】
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